JP2636673B2 - Target tracking device - Google Patents
Target tracking deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、目標追尾装置に関し、
特に高データレートの追尾を行うレーダ装置の目標追尾
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target tracking device,
In particular, the present invention relates to a target tracking device of a radar device that performs tracking at a high data rate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーダ装置で移動目標を追尾する場合、
目標の過去のプロットデータから予測位置を算定し、現
在時刻で検出されたプロットデータが、追尾中の目標と
同一であるかどうかを判定する相関処理を行う。相関が
有った場合、目標の過去のデータと、現在時刻のプロッ
トデータから推定位置および推定速度を算定し、コンソ
ール画面等に出力する。2. Description of the Related Art When tracking a moving target with a radar device,
The prediction position is calculated from the past plot data of the target, and correlation processing is performed to determine whether the plot data detected at the current time is the same as the target being tracked. If there is a correlation, an estimated position and an estimated speed are calculated from target past data and plot data at the current time, and output to a console screen or the like.
【０００３】従来の目標追尾装置は、α−βトラッカと
呼ばれる方式である。α−βトラッカの計算式を下記に
示す。[0003] A conventional target tracking device uses a method called an α-β tracker. The formula for calculating the α-β tracker is shown below.
【０００４】[0004]
【数１】 (Equation 1)
【０００５】図２は、α−βトラッカ方式による従来の
目標追尾装置の構成を示す。FIG. 2 shows the configuration of a conventional target tracking device based on the α-β tracker system.
【０００６】プロットデータ抽出器２０１から時刻Ｔn
にプロット位置Ｘ（ｎ）が、相関処理器２０２へ出力さ
れ、相関処理器２０２において予測位置計算器２０５の
出力であるプロット予測位置ＸP （ｎ）と相関がとれる
と、目標位置推定器２０３においてThe time T n from the plot data extractor 201
Is output to the correlation processor 202, and when the correlation with the plot predicted position XP (n) output from the predicted position calculator 205 is obtained in the correlation processor 202, the target position estimator 203 is output. At
【０００７】[0007]
【外１】 推定位置（ｎ）[Outside 1] Estimated position (n)
【０００８】と算定する。同時に、目標速度推定器２０
４において、プロット位置Ｘ（ｎ）とプロット予測位置
Ｘ P （ｎ）と遅延器２０６の出力であるｎ−１スキャン
目の目標[0008] It is calculated. At the same time, the target speed estimator 20
4, plot position X (n) and plot predicted position
X P (n) and the n-1 scan th target which is the output of the delay 206
【０００９】[0009]
【外２】 推定速度（ｎ−１）[2] Estimated speed (n-1)
【００１０】からｎスキャン目のFrom the n-th scan
【００１１】[0011]
【外３】 目標推定速度（ｎ）[3] Target estimated speed (n)
【００１２】を算定する。予測位置計算器２０５は、Is calculated. The predicted position calculator 205
【００１３】[0013]
【外４】 目標推定位置（ｎ）と目標推定速度（ｎ）[Equation 4] Target estimated position (n) and target estimated speed (n)
【００１４】より、目標予測位置ＸP （ｎ＋１）を算定
し、相関処理器２０２へ出力する。Then, the target predicted position X P (n + 1) is calculated and output to the correlation processor 202.
【００１５】以上の動作を繰り返すことにより、追尾中
の目標の推定位置および推定速度を逐次更新する。By repeating the above operation, the estimated position and the estimated speed of the target being tracked are sequentially updated.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】この従来のα−βトラ
ッカを使った目標追尾装置では、目標予測位置を計算す
るデータとして、１スキャン前の目標推定速度と、１ス
キャン前までのプロットデータより算定される予測位置
と、相関のとれた現在のプロット位置を用いているた
め、プロットが１回検出されてから次に検出されるまで
の時間間隔が短い高データレートのレーダ装置において
は、レーダ装置の目標位置計測誤差が検出時間間隔の間
に目標が移動する距離に比べて相対的に大きくなるた
め、推定位置および推定速度の誤差が大となり、追尾が
不安定となるという問題点があった。In the conventional target tracking apparatus using the α-β tracker, the data for calculating the predicted target position is calculated based on the target estimated speed one scan before and the plot data up to one scan before. Since the calculated predicted position and the correlated current plot position are used, in a high data rate radar device in which the time interval from one detection of the plot to the next detection is short, the radar is used. Since the target position measurement error of the device is relatively large compared to the distance the target moves during the detection time interval, the error of the estimated position and the estimated speed becomes large, and the tracking becomes unstable. Was.
【００１７】本発明の目的は、このような問題点を解決
した目標追尾装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a target tracking device which solves such a problem.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の目標追尾装置
は、レーダ受信信号を入力して新たなプロットデータを
抽出するプロットデータ抽出器と、追尾中の目標の航跡
の目標予測位置データとプロットデータ抽出器から入力
された新たなプロットデータとの相関処理を行う相関処
理器と、相関処理器において相関処理された各航跡の過
去一定時間内の全プロットデータを保持する記憶器と、
記憶器から入力された過去一定時間内の全プロットデー
タを用いて、最小２乗法による近似曲線として推定航跡
を求め、得られた近似曲線上で、前回のプロットデータ
検出時刻における推定速度で、近似曲線上の前回算定さ
れた推定位置から、推定速度の絶対値すなわち速さで近
似曲線上を新たなプロットデータ検出までの時間分、距
離を進ませた位置を予測位置として算定し、相関処理器
へ出力する予測位置計算器と、相関処理器から入力され
た新たなプロットデータと、記憶器から入力された過去
一定時間内の全プロットデータとを用いて、最小２乗法
による近似曲線として推定航跡を求め、新たなプロット
データと最短距離となる近似曲線上の位置を新たな推定
位置として算定する推定位置計算器と、新たな推定位置
および前回算出された推定位置、新たなプロットデータ
検出時刻および前回のプロットデータ検出時刻とにより
推定速度を算出する推定速度計算器と、を備えることを
特徴とする。A target tracking apparatus according to the present invention includes a plot data extractor for inputting a radar reception signal and extracting new plot data, a target predicted position data of a track of a target being tracked, and a plot. A correlation processor that performs a correlation process with the new plot data input from the data extractor, and a storage unit that holds all plot data within a fixed time in the past of each track subjected to the correlation process in the correlation processor,
Using all plots the data in the past fixed time entered from the storage device, the method of least squares calculated the estimated track as an approximation curve by, on the approximate curve obtained, the estimated rate in the previous plot data detection time, approximated Last calculated on the curve
From the estimated position, the absolute value of the estimated speed,
A predicted position calculator that calculates the position where the distance has been advanced by the time required to detect new plot data on the similar curve as a predicted position and outputs it to the correlation processor, and new plot data input from the correlation processor And the estimated trajectory obtained as an approximate curve by the least squares method using all plot data within a certain period of time in the past input from the storage device, and the new plot data and the position on the approximate curve that is the shortest distance are newly calculated. An estimated position calculator that calculates the estimated position, a new estimated position and a previously calculated estimated position, an estimated speed calculator that calculates an estimated speed based on a new plot data detection time and a previous plot data detection time, It is characterized by having.
【００１９】[0019]
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。この目標追尾装置は、レーダ受信信号を入力
してプロットデータを出力するプロットデータ抽出器１
０１と、追尾中の目標の航跡とプロットデータとの相関
を行う相関処理器１０２と、相関処理器１０２において
相関のとれたプロットデータを一定時間保有する記憶器
１０４と、各航跡について保持されている過去一定時間
内の全プロットデータから予測位置を算定する予測位置
計算器１０３と、相関のとれたプロットと過去一定時間
内の全プロットデータとから推定位置を計算する推定位
置計算器１０５と、算定された推定位置から推定速度を
計算する推定速度計算器１０６とを備えている。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. This target tracking device includes a plot data extractor 1 that inputs a radar reception signal and outputs plot data.
01, a correlation processor 102 for correlating the track of the target being tracked with the plot data, a storage 104 for holding the plot data correlated in the correlation processor 102 for a certain period of time, and a memory 104 for each track. A predicted position calculator 103 for calculating a predicted position from all plot data in a past fixed time, an estimated position calculator 105 for calculating an estimated position from a correlated plot and all plot data in a past fixed time, An estimated speed calculator 106 for calculating an estimated speed from the calculated estimated position.
【００２１】プロットデータ抽出器１０１は、レーダ受
信信号を入力して、プロットデータを相関処理器１０２
へ出力する。相関処理器１０２は予測位置計算器１０３
から入力される追尾中の航跡の目標予測位置とプロット
位置の相関判定を行い、相関が有ったプロットデータを
記憶器１０４と推定位置計算器１０５へ出力する。A plot data extractor 101 receives a radar reception signal and converts the plot data into a correlation processor 102.
Output to The correlation processor 102 is a predicted position calculator 103
A correlation determination is made between the target predicted position of the track being tracked and the plot position input from the controller, and the correlated plot data is output to the storage unit 104 and the estimated position calculator 105.
【００２２】記憶器１０４は相関処理器１０２から入力
されたプロットデータを、追尾中の航跡のデータの１つ
として一定時間保持する。また、記憶器１０４はプロッ
トデータ抽出器１０１からプロットデータが出力された
時、プロット検出時刻からさか上って、航跡の一定時間
内の全プロットデータを予測位置計算器１０３へ出力す
る。The storage unit 104 holds the plot data input from the correlation processor 102 as one of the data of the track during tracking for a certain period of time. When plot data is output from the plot data extractor 101, the storage unit 104 outputs all plot data within a certain time period of the wake to the predicted position calculator 103, going up from the plot detection time.
【００２３】予測位置計算器１０３は、記憶器１０４か
ら入力された過去一定時間内の全プロットデータを用い
て、最小２乗法による近似曲線として推定航跡を求め、
得られた近似曲線上で、前回のプロットデータ検出時刻
における推定速度で、近似曲線の点から、新たなプロッ
トデータ検出までの時間分、距離を進ませた位置を予測
位置として算定し、相関処理器１０２へ出力する。The predicted position calculator 103 is stored in the storage 104
Using all plot data in the past fixed time input from
The estimated wake is obtained as an approximate curve by the least squares method,
On the obtained approximation curve, the last plot data detection time
At the estimated speed at
The calculated position is calculated as the predicted position, and the calculated position is output to the correlation processor 102.
【００２４】一方、推定位置計算器１０５は、相関処理
器１０２から入力された新たなプロットデータと、記憶
器１０４から入力された過去一定時間内の全プロットデ
ータとを用いて、最小２乗法による近似曲線として推定
航跡を求め、新たなプロットデータと最短距離となる近
似曲線上の位置を新たな推定位置として算定して、推定
速度計算器１０６へ出力する。推定速度計算器１０６
は、新たな推定位置および前回算定された推定位置と、
新たなプロットデータ検出時刻および前回のプロットデ
ータ検出時刻とにより推定速度を算出する。 On the other hand, the estimated position calculator 105 performs a correlation process.
New plot data input from the unit 102 and storage
All plot data within the past fixed time input from the
As an approximate curve by the least-squares method using
Find the wake, new plot data and shortest distance
The position on the similar curve is calculated as a new estimated position,
Output to the speed calculator 106. Estimated speed calculator 106
Is the new estimated position and the previously calculated estimated position,
New plot data detection time and previous plot data
The estimated speed is calculated based on the data detection time.
【００２５】以上の動作を繰り返すことにより、追尾中
の目標の推定位置および推定速度を逐次更新する。By repeating the above operation, the estimated position and estimated speed of the target being tracked are sequentially updated.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、追尾中の
目標に関する過去一定時間の全プロットデータを使っ
て、予測位置および推定位置の算定を行うため、高デー
タレートのレーダ装置の場合でも、従来のα−βトラッ
カを使った目標追尾装置で問題となる検出時間間隔が短
いことによる追尾不安定を回避し、逆に高データレート
時のデータ数増によるレーダ計測誤差低減効果のため、
安定に追尾できるという効果を有する。As described above, the present invention calculates a predicted position and an estimated position by using all plot data of a tracked target in a past fixed time, so that the present invention can be applied to a radar apparatus having a high data rate. To avoid tracking instability due to a short detection time interval, which is a problem in the target tracking device using the conventional α-β tracker, and to reduce the radar measurement error by increasing the number of data at a high data rate,
This has the effect of enabling stable tracking.
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】従来方式のα−βトラッカを使った目標追尾装
置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a target tracking device using a conventional α-β tracker.
１０１ プロットデータ抽出器 １０２ 相関処理器 １０３ 予測位置計算器 １０４ 記憶器 １０５ 推定位置計算器 １０６ 推定速度計算器 ２０１ プロットデータ抽出器 ２０２ 相関処理器 ２０３ 推定位置計算器 ２０４ 推定位置計算器 ２０５ 予測位置計算器 ２０６，２０７ 遅延器 101 Plot Data Extractor 102 Correlation Processor 103 Predicted Position Calculator 104 Storage 105 Estimated Position Calculator 106 Estimated Speed Calculator 201 Plot Data Extractor 202 Correlation Processor 203 Estimated Position Calculator 204 Estimated Position Calculator 205 Predicted Position Calculation Device 206,207 delay device
Claims (1)
データを抽出するプロットデータ抽出器と、 追尾中の目標の航跡の目標予測位置データとプロットデ
ータ抽出器から入力された新たなプロットデータとの相
関処理を行う相関処理器と、 相関処理器において相関処理された各航跡の過去一定時
間内の全プロットデータを保持する記憶器と、 記憶器から入力された過去一定時間内の全プロットデー
タを用いて、最小２乗法による近似曲線として推定航跡
を求め、得られた近似曲線上で、前回のプロットデータ
検出時刻における推定速度で、近似曲線上の前回算定さ
れた推定位置から、推定速度の絶対値すなわち速さで近
似曲線上を新たなプロットデータ検出までの時間分、距
離を進ませた位置を予測位置として算定し、相関処理器
へ出力する予測位置計算器と、 相関処理器から入力された新たなプロットデータと、記
憶器から入力された過去一定時間内の全プロットデータ
とを用いて、最小２乗法による近似曲線として推定航跡
を求め、新たなプロットデータと最短距離となる近似曲
線上の位置を新たな推定位置として算定する推定位置計
算器と、 新たな推定位置および前回算出された推定位置、新たな
プロットデータ検出時刻および前回のプロットデータ検
出時刻とにより推定速度を算出する推定速度計算器と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。1. A plot data extractor for inputting a radar reception signal to extract new plot data, a target predicted position data of a track of a target being tracked, and new plot data input from the plot data extractor. A correlation processor that performs correlation processing of the following, a storage device that stores all plot data within a fixed time in the past of each track subjected to correlation processing in the correlation processor, and a plot data that is input from the storage device in a fixed time in the past Is used to obtain an estimated wake as an approximate curve by the least squares method. On the obtained approximate curve, the estimated speed at the previous plot data detection time is used. Calculates the position where the distance has been advanced by the absolute value, that is, the speed, on the approximate curve for the time until new plot data is detected as the predicted position and outputs it to the correlation processor. Using the predicted position calculator, new plot data input from the correlation processor, and all plot data within a certain period of time in the past input from the memory, an estimated wake is obtained as an approximate curve by the least squares method. An estimated position calculator that calculates the new plot data and the position on the approximation curve that is the shortest distance as a new estimated position; a new estimated position, a previously calculated estimated position, a new plot data detection time, and a previous A target tracking device, comprising: an estimated speed calculator that calculates an estimated speed based on plot data detection times.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5134289A JP2636673B2 (en) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Target tracking device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06347541A JPH06347541A (en) | 1994-12-22 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2600203B2 (en) * | 1987-10-14 | 1997-04-16 | 三菱電機株式会社 | Target identification device |
| JPH02186288A (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-20 | Nec Corp | Tracking processor |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134289A patent/JP2636673B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH06347541A (en) | 1994-12-22 |
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